Der zunehmende Einsatz von Simulationstools führt zu einer kostengünstigen Vorhersage von Produktverhalten, hilft komplexe Zusammenhänge besser zu verstehen und Produkte schneller in den Markt zu bringen. In vielen Industriezweigen (Fahrzeugtechnik, Maschinenbau, Energietechnik) sind sie bereits die Basis moderner Entwicklungsprozesse. Simulationen werden vielseitig eingesetzt, z.B. in der Strukturmechanik (FEM), der Thermofluiddynamik (CFD), der Schwingungsanalyse/Akustik oder der Steuerungstechnik. Besondere Bedeutung bekommt hierbei die zunehmende Verbreitung von Opensource-Berechnungssoftware wie OpenFOAM oder LIGGHTS in der Forschung und der Industrie.
Aktuell werden in diesem Forschungsbereich die folgenden Themen behandelt:
Projektleiter: Prof. Peter Renze, Prof. Ralf Voss
Projektlaufzeit: 01.08.2018 – 30.04.2022
Mittelgeber: Bund – BMBF
Programmname: FHProfUnt 2016
Projektbeschreibung:
Wärmeübertragung spielt eine wesentliche Rolle in jedem thermischen Energieprozess. Eine Verbesserung des Wärmeübergangs in Apparaten kann deren Wirtschaftlichkeit erhöhen und den Ressourcenverbrauch senken. Jedoch setzt die Produktentwicklung in dieser Branche traditionell auf Erfahrungswissen und Experimente, was lange Entwicklungszyklen zur Folge hat und eine Optimierung erschwert.
In diesem Projekt sollen mithilfe moderner Simulationsverfahren durch gleichzeitige Betrachtung von Fertigungsprozess und Produkteigenschaften neuartige Methoden zur Intensivierung des Wärmeübergangs entwickelt werden. Die Hochschulexpertisen aus den Gebieten simulativer Produktionstechnik und Energietechnik werden hierfür kombiniert. Um anwendungsnahe Forschung zu garantieren, wird ein Industriepartner aus Ulm mit eingebunden.
Projektleiter: Prof. Walter Commerell
Projektlaufzeit: 01.10.2018 – 30.04.2019
Mittelgeber: Bund – BMBF
Programmname: DAAD - Förderung ausländischer Gastdozenten
Projektbeschreibung:
Ein Gastprofessor von der Central University of Technology, Bloemfontein, Südafrika hat in Zusammenarbeit mit Kollegen an der THU zum Thema Kollaborative Robotik geforscht. Als Ergebnis konnte eine Publikation und ein Vortrag auf einer Fachkonferenz zum Thema Modeling of an adapted Mixed-Model Assembly Line for a botteling machine noch während seiner Zeit an der THU erfolgen. Weitere gemeinsame Forschungsanträge und Publikationen sind noch in Arbeit.
Akermann, Kevin; Renze, Peter:
Numerical study of turbulent heat transfer and particle deposition in enhanced pipes with helical roughness,
in: International Journal of Multiphase Flow, vol. 176, ScienceDirect, 2024, Seiten 104827 (13 Seiten).
DOI: doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2024.104827
ISSN: 0301-9322
Jäger, Sarah; Pabst, Valerie; Renze, Peter:
Multizone Modeling for Hybrid Thermal Energy Storage,
in: Energies, 17(12), 2854, MDPI, 2024, Seiten 21.
DOI: doi.org/10.3390/en17122854
ISSN: 1996-1073
Kügele, Simon; Mathlouthi, Gino Omar; Renze, Peter; Dietl, Jochen; Grützner,Thomas:
Turbulent heat transfer in pipes with increased roughness through shavings of helical ribs,
in: International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 210, Elsevier, Elsevier, 2023, 124159.
DOI: doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124159
ISSN: 1879-2189 (online), 0017-9310 (print)
Mathlouthi, Gino; Kügele, Simon; Elsayed, Fatmaalzahraa; Voß, Ralf; Renze, Peter; Kaufeld, Michael; Grützner, Thomas:
Wettability Prediction for 3D-Printed Surfaces Using Reverse Engineering and Computational Fluid Dynamics Simulations,
in: Industrial & Engineering Chemistry Research, Volume 62, Issue 3, American Chemical Society for applied Chemistry and Chemical Engineering, ACS Publications, 2023, Seiten 1627–1635.
DOI: 10.1021/acs.iecr.2c03805
ISSN: 1520-5045
Akermann, Kevin; Renze, Peter; Schröder, Wolfgang:
Large-eddy simulation for solid particle transport and deposition in a helically rib-roughened pipe using an Euler-Lagrange approach,
in: Chemical Engineering Science, Volume 253, Elsevier, 2022, Seiten 117557.
DOI: doi.org/10.1016/j.ces.2022.117557
ISSN: 0009-2509
Kügele, Simon; Mathlouthi, Gino Omar; Renze, Peter; Grützner, Thomas:
Numerical Simulation of Flow and Heat Transfer of a Discontinuous Single Started Helically Ribbed Pipe,
in: Energies, Volume 15(19), MDPI, 2022, Seiten 17 (Art. Nr: 7096).
DOI: doi.org/10.3390/en15197096
ISSN 1996-1073
Kügele, Simon; Renze, Peter; Dietl, Jochen; Grützner, Thomas:
Investigation of heat transfer and pressure drop for a multiple-started ribbed pipe using large-eddy simulation,
in: AIChE Journal, Volume 68(11), American Institute of Chemical Engineers, 2022, Seiten 1-12, e17808.
DOI: doi.org/10.1002/aic.17808
ISSN: 0001-1541
Pabst, Valerie; Güttel, Robert; Renze, Peter:
Experimental and Numerical Investigation of the Melting of a Spherical Encapsulated Phase Change Material With Variable Material Data,
in: Atlantis Highlights in Engineering, volume 6, 14th International Renewable Energy Storage Conference 2020 (IRES 2020), Zheng Zheng, Zhiyu Xi, Atlantis Press, 2021, Seiten 8.
DOI: 10.2991/ahe.k.210202.032
ISSN: 2589-4943 / ISBN:978-94-6239-327-1
Akermann, K.; Renze, P.; Dietl, J.; Schröder, W.:
Large-Eddy Simulation of turbulent heat transfer in a multiple-started helically rib-roughened pipe,
in: International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 154, 2020, Elsevier (Hrsg.), Elsevier, 2020, Seiten 13.
DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119667
ISSN: 1879-2189
Renze, Peter; Akermann, Kevin:
Simulation of Conjugate Heat Transfer in Thermal Processes with Open Source CFD, in: ChemEngineering, 3 (2), 2019, MDPI, 2019, Seiten 19.
DOI: 10.3390/chemengineering3020059, ISSN: 2305-7084
Schlüter, Stephan; Kresoja, Milena:
Two preprocessing algorithms for climate time series,
in: Journal of Applied Statistics, Taylor & Francis (Hrsg.), 2019, Seiten 21.
DOI: 10.1080/02664763.2019.1701637
Renze, P.; Simulation von Strömung und Wärmeübergang in der Energietechnik mit OpenFOAM; ASIM/GI Fachgruppentreffen, 9-10. März 2017; Ulm.
Hecht, K., Krause, U., Hofinger, J., Bey, O., Nilles, M., Renze, P. ; Numerische Untersuchung des Einflusses von Schwarm- und Koaleszenzeffekten auf Blasenströmungen durch CFD und Populationsbilanz-Modelle, ProcessNet Fachgruppentreffen Mehrphasenströmungen 2017, Dresden.
Prediction of Gas Density Effects on Bubbly Flow Hydrodynamics: New Insights through an Approach combining Population Balance Models and Computational Fluid Dynamics, K.J. Hecht, U. Krause, J. Hofinger, O. Bey, M. Nilles, P. Renze, to be submitted to AICHE Journal
Renze P, Buffo A, Marchisio DL, Vanni M. Simulation of Coalescence, Breakup, and Mass Transfer in Polydisperse Multiphase Flows. Chem. Ing. Tech. 2014;86(7):1088-1098.
